植物甾醇綜述

1、副產(chǎn)物綜合利用植物番醇的提取與功能研究進展學生姓名：學 號:年 級:授課教師：專 業(yè):f-w .九中國大慶1植物雷醇的結(jié)構(gòu)、來源與性質(zhì)管醇是答族化合物中的一種，分子的基本骨架（主體管核稱為環(huán)戊烷多氫菲核）有三個六元環(huán)和一個五元環(huán)組成。C-3位上連有一個羥基，C-17位連有由810個碳原子構(gòu)成的側(cè)鏈，多數(shù)管醇C-5位為雙鍵。由于C-17位上的R不同和C-3位上羥基結(jié)合的物質(zhì)不同，管醇的種類也不同。 常見游離番醇有膽管醇、3-谷管醇、豆番醇、菜油管醇、菜籽番醇等結(jié)構(gòu)形式1,見圖1-1。U | . R，isOHRM指靜結(jié)構(gòu)圖植物管醇作為植物細胞的重要組分，在根、莖、葉、果實、中均有存在。已發(fā)現(xiàn)番醇在

2、植物 中主要有兩種存在形式，即游離管醇、管醇酯。植物油脂中以小麥胚芽油、玉米胚芽油、米糠 油等含量最高2。植物番醇與膽固醇有著相似的化學結(jié)構(gòu)，然而人類對于膽固醇的吸 收遠遠多于植物番醇30管醇通常為片狀或粉末狀白色固體，經(jīng)溶劑結(jié)晶處理的番醇為白色鱗片狀或針狀晶體，其中在乙醇溶劑中結(jié)晶形成針狀或菱片狀，在二氯乙烷溶劑中形成針刺狀或長棱晶。管醇分子中，碳原子數(shù)一般為27至31,分子量約為386至456。管醇熔點較高，都在100c以上最高達215C。 管醇的相對密度略大于水，不溶于水，可溶于多種有機溶劑。植物管醇的物理化學性質(zhì)主要表現(xiàn)為疏水性，但是因為其結(jié)構(gòu)上帶有羥基基團，因而又具有親水性。在同一個

3、物質(zhì)結(jié)構(gòu)中同時具有親水基團和親油基團意味著該物質(zhì)具有乳化性。植物管 醇的乳化性可以通過對羥基基團進行化學改性而得到改善。植物管醇具有兩性的特征使得它具有調(diào)節(jié)和控制反相膜流動性的能力4。2植物雷醇的提取從油脂下腳中去除非管醇類物質(zhì)提取街醇方法很多，其原理一般基于原料理化性質(zhì)及生化反應(yīng)方面差異。如物質(zhì)在堿存在下可皂化性，有機溶劑中溶解度差異；菌醇和其它物質(zhì)可絡(luò)合性及其絡(luò)合物溶解度差異；表面活性劑存在下親水性差異；高真空條件下物質(zhì)蒸氣壓及分子自由程差異；及物質(zhì)吸附力差異等。從油脂下腳中提取街醇通常分兩步進行，先從原料中提取以幽 醇為主的不皂化物（粗管醇），然后從不皂化物中精制備醇。本文中主要介紹兩種

4、提取方法，其 中溶劑結(jié)晶法屬實驗室制法，干濕皂化法屬工業(yè)制法5。2.1 溶劑結(jié)晶法該法為現(xiàn)今油脂工程專業(yè)教材上所述的提取方法，可用于直接分離，操作較為簡單。結(jié)晶法所用的主要溶劑有：甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮和乙酸乙酯等。使用單一溶劑，產(chǎn)品純度通常不高，需進一步精制，管醇收率也偏低。其工藝流程如圖 2-1所示圖2-1溶劑結(jié)晶法工藝流程圖此工藝缺陷在于所用溶劑比較多，回收困難，而且管醇的收率也不高，工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。但其處理方法及其中一些工序在探索新工藝時仍值得參考和借鑒，用于實驗室做管醇的定性、定量認識也較為適宜2.2 干式皂化法干式皂化法的工藝過程比較簡單，其工藝流程如圖2-2所示:圖2-2干

5、式皂化法工藝流程圖此工藝用熟石灰或生石灰在6090 c皂化后直接用機器粉碎膏狀物，避免了一些麻煩的干燥操作程序。此外，采用乙醇作為抽提劑進行低溫浸出，一方面可以節(jié)省大量乙醇，另一方面保 證生產(chǎn)工藝安全無毒。改善其工藝條件以提高收率的實驗正在進行之中。2.3 其它方法舉例日本、美國等采用此法工業(yè)化生產(chǎn)植物管醇，我國少量米糠管醇的工業(yè)化生產(chǎn)也采用此法。 脫臭儲出物經(jīng)提取維生素 E后，經(jīng)過轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，將管醇酯轉(zhuǎn)化為游離管醇，再通過氯化鈣絡(luò) 合法提取番醇。在優(yōu)化的工藝條件下，產(chǎn)品管醇含量可達 96%±,皆醇收率可達75%上63、植物管醇的功能管醇被譽為“生命的鑰匙”，具有十分重要的生理功能，

6、如保持生物內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，控制糖原和礦物質(zhì)的代謝，調(diào)解應(yīng)激反應(yīng)等。植物菌醇在拮抗膽固醇、預(yù)防心血管疾病等方面表現(xiàn)出的效果，早在50年前已被人們所認識。飽和日一谷幽醇和p一谷街烷醇阻礙膽固醇的吸收效果與攝入量密切相關(guān)7 10 o3.1 拮抗膽固醇膽固醇是機體內(nèi)重要的固醇類物質(zhì)，它既是構(gòu)成細胞的重要成分之一，又可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化形成類固醇激素，并且是合成維生素巧的原料及膽汁酸的前體。膽固醇是血漿的重要組成成分，血 漿中膽固醇保持適當?shù)臐舛仁欠浅Ｖ匾?，但當血膽固醇含量過高時，會在血管壁上沉積，引 起動脈硬化，引發(fā)冠心病11 16。3.1.1 抑制腸道膽固醇的吸收腸道吸收的膽固醇既有外源性的也有內(nèi)源性的，外源

7、性來自攝入的食物，內(nèi)源性來自機體膽汁分泌。人體試驗和動物實驗都證實植物管醇能通過以下幾種機制抑制腸道這兩種來源的膽固 醇吸收3.1.2 影響膽固醇運輸血清膽固醇主要由LDL和HD味運輸，前者承擔來自內(nèi)源性膽固醇的運輸，血清水平受植物管醇的影響；后者承擔將肝組織外膽固醇重新運回肝臟，血清水平不受植物管醇的影響117-2013.1.3 影響膽固醇合成和分泌膽固醇的合成、分解以及轉(zhuǎn)化代謝主要在肝臟中由眾多酶參與完成，植物管醇降低膽固醇的作用與代謝酶關(guān)系密切。膽固醇合成中涉及的限速酶為羥甲基戊二酸單酰CoA(HMG-Co磁原酶，以及相關(guān)酶乙?；?CoA竣化酶和蘋果酸酶等。植物管醇能增強HMG-CoAE

8、原酶白活性21。3.2 抗氧化作用近來，相繼有報道表明，許多植物管醇具有抗氧化能力，這起因于發(fā)現(xiàn)橄欖油、玉米胚芽油、小麥胚芽油等能使紅花籽油在煎炸條件下保護其脂肪酸不發(fā)生氧化降解。特別是燕麥番醇、a-谷管醇、斑鳩管醇被發(fā)現(xiàn)具有阻止不飽和脂肪酸在高溫加熱條件下發(fā)生氧化降解的功能，在同等條件下，其他常見植物管醇，即3 -谷管醇、豆番醇和菜油管醇要么不具抗氧化活性，要么有輕微助氧化作用22 25。3.3 類激素功能由于植物管醇在化學結(jié)構(gòu)上類似于膽管醇，對防治前列腺疾病和乳腺疾病有較好的作用，許多研究者認為，它在體內(nèi)能表現(xiàn)出一定的激素活性，并且無激素的副作用。4植物雷醇的應(yīng)用自從在植物油中發(fā)現(xiàn)谷番醇、

9、豆番醇以來，人們對植物管醇進行了廣泛深入的研究，特別是 六十年代以來，由于在理論研究和生產(chǎn)技術(shù)、應(yīng)用等方面有了重大的進展，目前植物番醇在管 體藥物合成、化妝品、動物生長劑、植物生長激素等方面得到了廣泛應(yīng)用。由于管醇屬于天然物質(zhì)，本身無毒性，而且具有乳化性和穩(wěn)定等特點，因此引起世界各國的科學家們對管醇開發(fā) 應(yīng)用的重視26。4.1 醫(yī)藥行業(yè)在醫(yī)藥行業(yè)中，植物管醇不僅可直接用于消炎、降血脂、抗?jié)兒头乐伟┌Y，而且是踏體藥 物的主要藥源。植物管醇作為一種新型功能因子，具有抗炎和退熱作用?，F(xiàn)代醫(yī)學研究揭示植 物帶醇具有保持生物內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、控制糖原和礦物質(zhì)的代謝、調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)等功能。在醫(yī)藥領(lǐng) 域作為拼體激

10、素、降膽固醇、抗炎退熱及拮抗腸癌、宮頸癌、皮膚癌、肺癌、前列腺癌等被應(yīng) 用，通過微生物發(fā)酵的方法將它們用作類固醇合成的起始物質(zhì)，它們也可以用作抗炎癥調(diào)劑。 植物管醇還可以減少肺癌的發(fā)生，治療良性前列腺增生，降低動脈粥樣硬化，刺激淋巴細胞增 殖，預(yù)防腸癌27。4.2 食品工業(yè)植物管醇具有良好的抗氧化和抗腐敗作用，可作為食品添加劑使用。它常作為天然營養(yǎng)因子出現(xiàn)在食品營養(yǎng)強化劑和麥淇淋配方中以治療高膽管醇癥。2000年9月，美國食品與藥物管理局(FDA)已經(jīng)批準添加植物管醇的食品可采用“ Health Claim ”的標簽。作為食品成分，植物管 醇在國外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，各種類似的產(chǎn)品已經(jīng)進入了消

11、費市場，而我國在這方面起步較晚。4.3 化妝品行業(yè)植物管醇常用作皮膚細胞促進劑、抗炎劑、傷口愈合劑和非離子乳化劑，常以衍生物的形式 作為乳化劑和調(diào)節(jié)劑。管烷醇酯具有持水性，被廣泛用作化妝品和洗滌劑配料，可用于生產(chǎn)面 膜、保濕霜、浴液、洗發(fā)液、指甲油、頭發(fā)保濕劑等護膚和美容制品28。5發(fā)展前景植物管醇和植物管醇衍生物由于其特有的生物學性質(zhì)和物理化學性質(zhì)在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，隨著植物管醇及其衍生物的功能在醫(yī)藥和化妝品上得到證實，隨著生物技術(shù)的進步和天然產(chǎn)品市場的擴大，對植物管醇和植物管醇衍生物的研究開發(fā)將進一步深入，從油脂副產(chǎn)品中 提取和分離植物答醇的前景很好，從新的植物資源中提取植物管醇及其衍

12、生物有很大的商業(yè)價值 29 。我國有著豐富的油料、 木漿下腳料及中草藥等植物管醇資源，具有生產(chǎn)植物管醇的有利條件。當前含植物管醇的功能性制品深受消費者的青睞，然而我國對其的研究和開發(fā)還處于早期水平局限于醫(yī)藥品的研制，在功能性食品基料上的研究和開發(fā)則是空白。因此，開發(fā)出簡單有效的植物管醇生產(chǎn)工藝，研究其新的用途有著十分重要的意義。只有如此才能參與國際競爭，并取得較高的社會效益和經(jīng)濟效益 30。參考文獻1曹瑩，谷克仁，孟冬.管醇提取方法研究進展J.糧油食品科技，2006,14(5):2527.2吳時敏.功能性油脂，北京：中國輕工業(yè)出版社，M.2001,182 1833 Suhad S. AbuMw

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